日照作用下空心橋墩溫度場分布研究.pdf

1、隨著橋梁建造技術不斷發(fā)展，大量的空心橋墩應用于公路和鐵路橋梁。對于這類長時間暴露在自然環(huán)境中的厚壁空心橋墩來說，不可避免要受到周圍環(huán)境氣溫以及日照、寒潮等因素的影響。由于混凝土結構的導熱性能差，其周圍環(huán)境氣溫及日輻射等的作用，將使表面溫度迅速上升(降低)，但結構的內部溫度仍處于原來狀態(tài)，因而在混凝土結構中形成較大的溫度梯度，混凝土結構的各部分處于不同的溫度狀態(tài)。由此使橋墩產生溫度變形。當橋梁結構受到內、外約束阻礙時，將會產生相當大的溫度

2、應力。在橋梁結構中，有時該應力比荷載產生的應力還大，直接影響到橋梁結構的安全，然而現(xiàn)有的公路和鐵路橋梁設計規(guī)范中，并沒有對空心橋墩的溫度荷載作出明確的規(guī)定。為了確保橋梁結構的安全，有必要對空心高墩溫度應力問題進行系統(tǒng)研究。因此對公路與鐵路空心橋墩溫度場和由此產生的溫度應力進行系統(tǒng)研究是非常有工程實用價值的。
　　 本文以襄渝二線牛角坪特大橋3號橋墩以及新楊家灣特大橋7號橋墩為工程背景，在理論分析和模型試驗的基礎上，重點研究了鐵路

3、特大空心橋墩在日照作用下溫度場分布情況，為這類厚壁空心高墩的溫度應力計算提供可靠的依據(jù)。
　　 本文對鐵路空心橋墩溫度場的研究方法，主要是采用試驗室模型試驗、理論計算分析和現(xiàn)場實測相結合的方法。首先在試驗室進行模型試驗，再將試驗結果與計算結果進行對比分析，通過上述研究，得出了以下一些初步結論：
　　 1、根據(jù)熱傳導有限單元法原理，運用有限元軟件ANSYS建立了三維分析模型，通過對計算結果與試驗結果進行對比分析表明，對于常

4、規(guī)的空心高墩來說，計算結果與試驗結果非常吻合，因此，對于一般空心高墩的溫度場分布規(guī)律，可以采用數(shù)值分析的方法來研究。但對于牛角坪特大橋3號橋墩這類壁厚超過100厘米的厚壁高墩，計算結果與試驗結果會有差異，必須通過試驗來確定其溫度場的分布情況，以得到這類厚壁高墩的溫度場的分布特點以及溫度場的變化發(fā)展規(guī)律。
　　 2、對不同壁厚的橋墩模型進行分析得出不同壁厚的橋墩的溫度場分布特點：沿壁板厚度方向溫度分布不均勻，一般沿壁厚方向的溫差分